氨氮持续升高的影响

生物脱氮对环境条件敏感，易受温度变化影响。大多数微生物的正常生长温度为20~35℃。低温会影响微生物细胞内酶的活性。在一定的温度范围内，温度每降低10℃，微生物的活性就会增加一倍，从而降低对污水的处理效果。 .工艺投运后，由于四季更替和地理位置的影响，如果不进行人工控制，很难保持适宜的温度。另一方面，温度调节会消耗大量能量。
一、低温对硝化反硝化作用的影响
温度是影响细菌生长和代谢的重要环境条件。大多数微生物的正常生长温度为20~35℃。温度主要通过影响微生物细胞内某些酶的活性来影响微生物的生长和代谢率，进而影响污泥产量、污染物去除效率和速率；温度还影响污染物的降解途径和中间产物的形成以及各种物质在溶液中的溶解度，并可能影响气体的产生和组成。低温削弱了微生物细胞质的流动性，进而影响物质运输等代谢过程，一般认为低温会导致活性污泥的吸附性能和沉降性能下降，从而改变微生物群落。低温对微生物活性的抑制作用不同于高温的破坏作用，其抑制作用通常是可恢复的。
生物硝化作用可在4～45℃的温度范围内进行。氨氧化菌（AOB）的适宜生长温度为25~30℃，亚硝酸盐氧化菌（NOB）的适宜生长温度为25~30℃。
温度不仅影响硝化细菌的生长，还会影响硝化细菌的活性。研究表明，硝化细菌适宜的生长温度为25-30℃。当温度低于15℃时，硝化速率明显下降，硝化细菌的活性也明显下降。当温度低于5℃时，硝化细菌的生命活动几乎停止。大量研究表明，硝化作用会受到温度的严重影响，尤其是温度骤变的影响更为明显。
由于冬季气温低，无法实现硝化化工过程稳定运行的案例屡见不鲜。研究了温度变化对硝化作用的影响。结果表明，当温度从12.5℃上升到40℃时，氨氧化速率增加，但当温度下降到6℃时，硝化细菌的活性很低。反硝化细菌的生长温度为25~35℃，而我国冬季气温通常低于20℃，低温成为微生物反硝化的前提和冬季反硝化的限制因素。目前对反硝化细菌的研究主要集中在提高硝酸盐去除能力上，对低温极限下低浓度硝酸盐水中反硝化作用的研究还较少。研究了太湖沉积物的反硝化作用。经过几个月的实验分析，他们发现反硝化率呈现季节性变化。研究了低温（3~20°C）下反硝化过程的运行性能。研究表明，反应器在3℃时的脱硝率仅为15℃时的55%。
二、冬季生物反硝化措施
1、暖气
目前的解决方案非常有限，在我国一些北方城市普遍采用的有：
(1)曝气池、二沉池池壁采用发泡保温板保温，采用外砖围护(填充矿渣、膨胀珍珠岩等)结构，池顶盖板和其他绝缘措施；
(2)在鼓风机一侧安装空气预热室，将冬季-10～-20℃的冷空气预热至5～8℃；风道设有管廊，便于保温等。
(3)对污泥，包括回流污泥进行适当加热；
(4)利用热蒸汽对进入曝气池的污水进行加热。目前的方法会增加污水处理的运行成本。
2、增加泥龄/MLSS
增加泥龄的最终表现是MLSS增加，冬季微生物生长缓慢，硝化细菌作为自养菌增殖更慢，增加泥龄可以使硝化细菌保持在一定范围内，适当提高污泥浓度MLSS在细菌代谢能力下降的前提下，可以保持污泥代谢能力总量稳定。
3、生物固定化（填料）
固定化处理后，微生物的抗逆能力得到提高，能够抵御外界环境的变化，从而保持较高的活性。此外，包埋固定化后微生物的截留能力增强，有望实现反应器的快速启动和高效稳定运行。
固定化可以减弱温度变化对硝化作用的影响。研究了不同温度下固定化硝化细菌对氨氮的去除效率，采用聚乙烯醇-硼酸包埋法固定化常温富集培养的含嗜冷菌硝化污泥，用于处理常温和低温生活污水。结果表明，即使在低温条件下，固定化硝化细菌也表现出较高的硝化效率（>80%）。
一些学者还开展了固定化反硝化细菌反硝化作用的研究。增加对铵离子和低温的耐受性。固定化是一种有效的技术手段，但也会降低微生物的活性，而且固定化后传质阻力会增加，氧气的传质阻力尤为明显。固定化在厌氧条件下更能发挥其优势。此外，其成本受技术经济评估的制约。
4、驯化
驯化是将一定的微生物种群长期在一定的环境条件下进行人工处理，同时不断地移植和传代，以达到积累和选择自发突变体的一种古老的繁殖方法。微生物的驯化是反硝化过程应用于低温环境的重要措施，使微生物体内的酶和细胞膜的脂质成分能够适应低温环境，并在低温条件下发挥作用。

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